一种卫生陶瓷生产过程中预防釉面跳釉缺陷的方法 【技术领域】
本发明涉及一种釉面缺陷的预防方法，具体地说，涉及一种卫生陶瓷生产过程中的釉面跳釉缺陷的预防方法。
背景技术
卫生陶瓷因其造型新颖、种类繁多、釉面光亮细腻、色泽鲜艳、排污功能优良、便于清洗而深受用户的喜爱，自其诞生之日起一直有很强的生命力而深受用户的青睐。近二十年来，我国卫生陶瓷行业得到快速发展，生产企业如雨后春笋般地出现，产量逐年递增，产品的花色品种不断增多，出口量也不断提高。据统计，现在产量已达到8000多万件，位居全世界第一，出口量为4000万件，占产量的50％。产品质量虽然也有了长足的提高，但整体看来，产品质量与市场客户要求还有不小的差距，主要表现在釉面质量差。
实践中，卫生陶瓷产品的缺陷除了开裂和变形之外，其余几乎都发生在釉面，釉面常见缺陷有：跳釉、针孔、色斑、凹坑、凸点、无光等。从工艺方面看形成釉面缺陷主要与釉形成的全部过程(原料、调制、施釉、整修以及烧成等工序)有关；从物理方面看，釉面缺陷与细度、混合状态、熔化、分解、化学反应、粘度、表面张力等有关。
卫生陶瓷产品的生产工序较多，生产周期较长，是个系统工程，而且影响釉面质量的因素很多，有很多的不可控及易变因素。近期也有一些釉面相关缺陷的报导，如山东淄川鑫陶化工厂研制出陶瓷制品釉下彩粘结剂新材料，可以解决陶瓷产品铅超标和釉下彩釉面针孔及跳釉缺陷；《中国建材》杂志2002年3期中“釉面主要缺陷的原因及其解决办法”介绍了釉裂、釉泡等缺陷的成因分析及相应解决办法，如：调整釉的膨胀系数来适应坯的膨胀系数，调整釉配方降低釉的熔融粘度，控制釉料细度等等。这些解决方法都只是停留在局部的层面上，没有针对整个工艺过程的系统化的解决方法，更谈不上将其它学科方法引入陶瓷缺陷预防的体系。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种卫生陶瓷生产过程中的釉面跳釉缺陷的预防方法，以克服现有技术的不足。
本发明将六西格玛系统分析理论及工具引入卫生陶瓷产品釉面跳釉缺陷的分析及改善过程中，深刻分析从原料检测至最终检验的整个生产流程，从人、设备、物料、方法、环境、测量各个层面全面分析有关釉面跳釉缺陷的系统预防及改善方法。
本发明的技术方案如下：
一种卫生陶瓷生产过程中预防釉面跳釉缺陷的方法，所述的卫生陶瓷产品的生产工艺流程包括坯料制备、成型、釉料制备、施釉、烧成及检验工序，其中釉料制备过程包括投料、球磨、制备、陈腐工序，其特征在于：所述釉料制备过程中，釉用原料中粘土含量不超过3％，釉料高温流动性为5～6cm；所述球磨过程中，球磨时间为6～8小时，并在球磨出料前20～30分钟加入防腐剂，所述防腐剂的加入量为原料总重量的0.05～0.1％，出料细度为325目筛余0.8～1％，出料温度小于50℃；所述制备过程包括，在球磨出料后加入粘结剂，先搅拌10～20分钟，静置后再搅拌10～20分钟，所述粘结剂中加入重量比为5.25％的防腐剂和6.7～10倍重量于粘结剂的水；所述施釉过程中，施釉前坯体的温度小于35℃，底釉施釉厚度不超过12mil，面釉不超过37mil；所述烧成过程中，入窑前的坯体含水率小于1％。
本发明细分卫生陶瓷产品工艺流程中的各个路程，从配方设计、釉料制备、喷釉、烧成及检验工序中，分析出产生釉面跳釉的主要因素，这些因素包括：
1)釉料高温流动性：高温流长过短，则釉料流动铺展性差，导致容易跳釉；本发明中控制釉料高温流动性在5～6cm，优选为控制在5cm。
2)粘土含量：釉用原料中粘土含量过高，则导致釉料干燥收缩过大，导致跳釉；本发明中控制粘土重量含量小于3％，优选为控制粘土含量在1％～3％
3)球磨时间：球磨时间过长，则导致釉料过细，导致跳釉；本发明控制在6～8小时。
4)防腐剂加入时间：防腐剂加入过早，则导致防腐剂失效；本发明在球磨机出料前20～30分钟加入。
5)防腐剂加入量：防腐剂加入过少，则导致粘结剂在后续生产过程失效，导致跳釉；
本发明防腐剂的加入量控制为原料总重量的0.05～0.1％，优选为0.15％。
6)球磨机出料细度及温度：原料出料细度过细，导致跳釉；本发明出料细度控制在325目筛余数量为0.8～1％，出料温度控制在50℃以下，优选为20～50℃。
7)添加粘结剂后的搅拌时间：加入粘结剂后釉料连续搅拌时间过长，使釉料温度过高，粘结剂变性失效，导致跳釉；本发明中先搅拌10～20分钟，静置后，再搅拌10～20分钟。例如：对于瓷质产品釉料可以先搅拌15分钟，静置10分钟后再搅拌15分钟；对于精陶产品釉料可以先搅拌10分钟，静置10分钟后再搅拌10分钟。
8)粘结剂的配置：配置粘结剂时加水过少，导致后续釉料过筛时过多粘结剂被除去，降低釉料结合强度，导致跳釉；本发明中粘结剂配制时，需同时加入占所述粘结剂重量的4.75％～5.75％的防腐剂，对于瓷质产品釉料所述粘结剂与水的配比控制在1∶6.7，对于精陶制产品釉料所述粘结剂与水的重量比控制在1∶8～10。
9)过筛：在制备过程后陈腐过程前将釉料过230目筛后筛余的釉料数量：如釉料中杂质过多，烧成时杂质爆裂，导致跳釉；本发明控制釉料过230目筛余数量在0.05％以下。
10)喷釉前坯体温度：喷釉前坯体温度过高，导致喷釉釉料干燥过快，导致跳釉；本发明中控制喷釉前坯体温度小于35℃，优选为室温至35℃；所述的室温为20～25℃。
11)施釉厚度：喷釉过厚易产生釉裂导致跳釉；本发明中底釉施釉厚度不得超过12mil，优选为8～12mil；面釉不得超过37mil，优选为28～37mil。
12)入窑前的坯体含水率：入窑前的坯体含水率过高，导致烧成过程釉层急剧收缩使釉层破裂产生跳釉；本发明控制入窑前的坯体含水率小于1％。
较佳地，本发明地一种卫生陶瓷生产过程中预防釉面跳釉缺陷的方法，还包括控制生产流程中的下列因素：
1)原料入球磨顺序：一次性加料造成个别易磨原料过磨，则釉料收缩偏大，导致跳釉；本发明所述球磨过程中，原料分两次加入球磨机，先加入耐磨料，球磨至325目筛余小于3％后再加入易磨料。例如：先加入石英砂，氧化铝等耐磨料，球磨至筛余数量＜3％，再加入硅酸锆，碳酸钙等易磨料。
2)球石空缺高度：球石空缺高度过大，原料球磨时，球石劈裂作用过大，个别物料过磨，导致跳釉；本发明中球石空缺高度控制在1157～1163cm。如：5吨球磨机添加球石为40#及50#球石各半，1吨球磨机每15磨添加25kg40#球石。
3)陈腐时间：釉料陈腐期过长，釉料中粘结剂失效，导致跳釉；本发明控制陈腐时间在1～3天；如超出陈腐天数的回釉及纯釉，每隔3天需另外添加0.01％(wt％)的防腐剂。
4)粘结剂及防腐剂的性能：若粘结剂粘结性或稳定性较差、防腐剂杀菌能力较低，则釉料结合强度偏低，导致跳釉；本发明中，粘结剂的性能指标是：粘结剂配入釉料后连续放置7天，釉料粘度变化不超过30度；防腐剂的性能指标是：防腐剂配入釉料密闭放置在30℃以下的环境中21天后无腐臭味。
5)釉料送出前过筛：釉料制备好后，有些未经充分溶解的粘结剂团块会聚集在釉面，烧成后导致跳釉；本发明中，釉料送出前经过筛处理，例如：瓷质釉料过100目筛，精陶质釉料过双层60目筛。
6)釉料送出后的温度：釉料送出后，如果环境温度过高会导致釉料触变性过大，易导致釉料容易喷厚，产生跳釉；本发明中，送出后的釉料控制在35℃以下。
7)喷釉气压、釉压、枪流量及釉料雾化形状：喷釉时釉压、气压、流量过高过大，则雾化不正常易导致产品局部积釉，产生跳釉；本发明中各参数控制为：喷釉气压0.5～0.6mpa，釉压0.4～0.5mpa，喷枪流量20～25秒/500ml釉料，釉料雾化形状为椭圆型、所述椭圆的长径30～40cm、所述椭圆的短径20～30cm，喷枪口釉料温度小于30℃。
8)喷釉速度：喷釉过快易使釉料过快堆积，产生局部(尤其是拐角部位)积釉而引起跳釉；本发明控制喷釉速度3～5cm/s。
9)流水线及装车后的釉坯间距：流水线上喷釉的产品釉坯之间及装车后的釉坯间的间距过小，运输过程产品互撞，破坏釉层，产生跳釉；本发明中控制釉坯产品间距＞10cm，以免产品互撞，破坏釉层。
进一步，在卫生陶瓷生产过程中易产生大量回釉(即回收的釉料)。本发明在釉料过筛前添加回釉的量在总釉料重量的80％以下，优选为在50％以下。如果添加回釉量过大，易使釉料搅拌不充分，回釉中釉块不能被充分搅拌开，喷釉时容易局部集釉，产生跳釉。瓷质产品釉料中可以添加回釉的最大量需控制在总釉料重量的80％以下，精陶质产品釉料中不能添加回釉。
更进一步，本发明对回釉增加球磨处理，然后进行过筛除铁，控制回釉过230目筛余数量在0.5％以下，以控制回釉中杂质的含量。如果回釉中杂质过多，则烧成时杂质爆裂，会导致跳釉。
本发明中所述釉料为由釉用原料制备而成的釉料。
本发明的缺陷控制方法，适用于瓷质、精陶质等卫浴产品的工艺控制。
瓷质卫浴产品的釉料制备工艺流程包括：投料→球磨→制备(过筛，添加粘结剂)→陈腐→喷釉→烧成→检验。
精陶质卫浴产品的釉料制备工艺流程包括：投料→球磨→制备(过筛，添加粘结剂)→陈腐→喷釉→烧成→检验。
本发明的有益效果是：采用本发明的系统分析方法可以从流程控制各个阶段，从流程组织的各个方面、各个层次对流程缺陷进行全面系统的分析与控制，有效筛选出主要影响因素，并加以控制，可以较为稳定的预防与控制釉面跳釉缺陷的发生，降低次品率，提高产品质量和经济效益。
【附图说明】
图1：2008年第12周至2009年第十二周精陶质产品一次烧成中釉面跳釉的表现。
【具体实施方式】
实施例1：
运用六西格玛系统分析理论及工具进行卫生陶瓷产品釉面跳釉缺陷的分析：
首先，运用流程图分析的方法，细分卫生陶瓷产品工艺流程中的各个路程，分析出产生釉面跳釉缺陷的因素，结果如表1：
表1流程图分析结果
然后，利用因果矩阵图筛除部分不相关因素，分析结果如表2所示：
表2矩阵图分析结果
根据表2的因果矩阵图分析结果筛除的部分不相关因素有：配方设计人、配方设计程序、试验方法、磨机转速、振动筛、釉料送出后搅拌、枪嘴、枪针、流水线、烧成温度、烧成曲线、窑压、窑内气氛、窑车、检验工、检验方法。
之后，建立釉面跳釉缺陷的失效模式，失效模式的建立原则是：是否产生跳釉缺陷；将上述分析结果导入失效模式与效应分析，进一步筛除部分不相关因素，筛除的因素有：球磨机、加料方法、水、球石材质、釉料测试方法、喷釉工、喷枪类型、喷釉距离、釉坯车、釉料烘房、推车速度、卸窑工、卸窑方式。
最后，将剩余因素利用六西格玛的数理统计的方法，研究各因素之间的关联，交互作用以及建立主因素数学模型，从而建立系统有效的缺陷分析与解决方法，结果如表3所示。
表3产生釉面跳釉缺陷因素的分析结果
实施例2：
如图1所示，采用本发明的釉面跳釉缺陷控制及解决方案前，釉面跳釉缺陷处于1.8％的水平而且波动剧烈，极其不稳定；采用本发明的釉面跳釉缺陷控制及解决方案后，釉面跳釉缺陷处于0.9％左右的水平，釉面跳釉缺陷下降了50％，而且表现稳定。